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ARCHITETTURE DI RETE: STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVEmolti fattori, alcuni dei quali non sempre sono rilevanti nelle reti di telecomunicazioni[46]:1) Tolleranza all’errore nella comunicazioneIl fallimento nella comunicazione tra due nodi-sensore non deve inficiare le funzionalitàdella rete, ovvero la rete deve sempre essere in grado di svolgere i propri compiti senzaalcuna interruzione del servizio dovuta al cattivo funzionamento di parte di uno o piùdei suoi nodi.2) ScalabilitàLa rete deve poter gestire da pochi sensori ad un numero anche molto elevato, a secondadei requisiti operativi e dei differenti raggi di copertura dei singoli nodi-sensore.3) Costi di produzioneIl costo dei singoli nodi-sensore deve essere basso; se il costo della rete wireless è maggiorerispetto a quello di una rete di sensori tradizionali (in tecnologia cablata), questain molti casi non si giustifica.4) Limitazioni hardwareDi solito il nodo-sensore wireless è composto da quattro unità (sensore, elaboratore,ricetrasmettitore e unità di alimentazione): può essere necessario integrare queste quattrounità in un modulo di dimensioni e peso ridotti che deve consumare poca potenza,essere adattabile all’ambiente, essere autonomo e richiedere poca manutenzione.5) Organizzazione della reteIn base alla tecnologia di trasmissione prescelta, i nodi-sensore devono essere posti inposizioni definite, o comunque con una certa logica, per ridurre ad esempio il rischio diatti di vandalismo o di sabotaggio della rete. Inoltre ogni aggiunta di ulteriori nodi-sensoreoppure lo spostamento di quelli già presenti non deve limitare il corretto funzionamentodella rete.6) Ambiente operativoI nodi-sensore possono essere utilizzati negli ambienti più disparati: su aeromobili opiattaforme aerostatiche (in questi casi devono funzionare anche a molti chilometri dialtezza dal livello del mare), su mezzi navali (devono funzionare in acqua), in spaziangusti oppure ampi, in condizioni estreme (ad alte temperature). Pertanto, non essendoa priori note le condizioni di impiego, essi devono essere progettati in modo da poteroperare in condizioni ambientali anche molto differenti.7) Spettro radioI nodi-sensore di una rete wireless basata sulle comunicazioni multi-hop utilizzano lospettro radio per comunicare; la modalità di trasmissione (banda di frequenza, potenzadi trasmissione, etc.) deve essere compatibile con la regolamentazione dell’uso dellospettro in tutto il mondo.8) Risparmio energeticoEssendo dispositivi microelettronici, i nodi-sensore wireless possono essere equipaggiati67N. 36 I QUADERNI - Centro Nazionale per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione - MARZO 2008
LINEE GUIDA PER L’INTRODUZIONE DELLE TECNOLOGIE WIRELESS NELLA PUBBLICA AMMINISTRAZIONEsoltanto con una sorgente di alimentazione limitata e, in alcuni scenari operativi, la ricaricapuò anche essere impossibile. Quindi, il tempo di vita di un sensore è generalmentestrettamente dipendente dalla durata della sua batteria. Inoltre, in una rete di sensoribasata sulle comunicazioni multi-hop, ogni nodo-sensore ha la duplice funzione di fornitoredi dati (come sensore) e di “router” per i dati di altri nodi-sensore. Il malfunzionamentodi una parte dei nodi-sensore genera inevitabilmente una riorganizzazione neicollegamenti disponibili e nelle strategia di reinstradamento dei flussi informativi. Quindi,il risparmio energetico e la gestione dell’alimentazione assumono un ruolo primarionel progetto della rete.3.2.3.2. Reti mobili “ad hoc”Un tipo di architettura di rete ad hoc molto studiato negli ultimi anni è noto comeMANET, sistema autonomo di nodi mobili connessi tra loro mediante collegamenti wireless.Ciascun nodo della rete può comunicare con ogni altro nodo realizzando una reteradio a pacchetto multi-hop che mantiene attive le connessioni secondo una strategiadecentralizzata.I pacchetti voce, video, dati scambiati tra i nodi possono seguire percorsi diversi. Ogninodo della rete, infatti, è in grado di accettare pacchetti e di reinstradarli verso il nododi destinazione. La principale peculiarità di una rete MANET risiede nella sua capacità diauto-riconfigurarsi, mantenendo comunque sempre attiva la connessione tra i nodi dellarete.Figura 3.6 - Scenario di rete MANET.68Le reti MANET (Figura 3.6) vengono allestite all’occorrenza ed utilizzate in ambienti fortementedinamici, senza necessità di infrastruttura precostituita: tale soluzione risultaparticolarmente adatta nelle comunicazioni di emergenza. Per le MANET di solito siassumono i seguenti requisiti operativi:N. 36 I QUADERNI - Centro Nazionale per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione - MARZO 2008
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